请问,并网的光伏逆变器电网无电自动断电,如果要在市电输入端增加一个隔离变压器,应该加一个什么规格的隔离变压器

  (南京邮电大学 自动化学院,江苏 南京 210046)

ConceptHERIC)的基础上,提出了一种新型的型HERIC拓扑箝位型HERIC拓扑是在光伏逆变器电网无电自动断电直流输入电容的中点加入了另一个开關管,使整个工作过程中共模电压保持不变通过仿真发现这一理论是可行的。然后分别搭建HERIC逆变电路和箝位型HERIC逆变电路通过对比实验囷数据分析验证了仿真结果,证明了箝位型HERIC拓扑的有效性和低漏电流特性

  关键词:光伏光伏逆变器电网无电自动断电;非隔离;拓撲;共模电压;箝位

  引用格式:袁颖,马海啸.一种新型Heric光伏光伏逆变器电网无电自动断电漏电流抑制技术研究[J].微型机与应用2017,36(1):35-37,43.

  图1HERIC拓扑结构随着新能源的兴起,太阳能已经得到了广泛应用这其中包括光伏发电。传统的光伏并网光伏逆变器电网无电自动断電都是采用变压器来进行电隔离的以此保障人身安全。但是这也存在变压器的使用大大降低了系统效率的缺点。近几年来人们提出了哆种无变压器光伏光伏逆变器电网无电自动断电拓扑这其中包括 HERIC拓扑(如图1),该拓扑是在H桥的桥臂两端加上两个反向的开关管进行续流鉯达到续流阶段电网与光伏电池隔离的目的,这一创新具有极大的意义[1?4]虽然较之前的变压器其效率有很大提升,但该拓扑的共模電压还是存在的对人身安全还是有很大威胁。因此本文在HERIC拓扑上进行改进在其续流通道的中点接一开关管在直流输入电容的中点,以達到箝位的目的使得整个工作过程中共模电压保持不变。

1新型HERIC拓扑原理介绍

  新型HERIC拓扑如图2所示

  图2新型Heric拓扑结构开关管驱动信號时序图如图3所示。ugs1~ugs7 分别对应S1~S7开关管的控制信号其采用PWM控制方法[5?8]。三角波进行上下平移上三角载波vc1与调制波vr(正弦波)交截产生控制波形ugs1和ugs4,下三角载波vc2与调制波vr交截产生控制波形ugs2和ugs4ugs1和ugs2取或非得到ugs5、ugs6、ugs7。

  该拓扑的工作过程有4个模态[9]如图4所示。

  (1)模态1正半周期,如图4(a)所示开关管S1、S4导通, 其余关断电流从正极出发,经过S1、Lf1、R、Lf2、S4最后流回电源负极。该过程中uAN=VPVuBN= 0,故共模电压ucm=(uAN+uBN)/2=0.5 VPV

  (2)模态2,正半周续流阶段如图4(b)所示, S5、S6和S7导通其余关断。由于电感存在电流续流依次流经Lf1、R、Lf2、S6、S5,该过程中太阳能电池与电网隔离当Q点电位高于输入电容中点电位时,二极管D1承受正向电压导通Q点电位被箝位至输入电压的一半。当Q点电位低于输入電容中点电位时开关管S7的导通使Q点电位被箝位至输入电压的一半。整个续流阶段uAN=0.5

  (3)模态3,负半周期如图4(c)所示,开关管S2、S3导通其余关断。电流从正端流出经过S3、Lf2、R、Lf1、S2该过程中uAN=0,uBN=VPV故共模电压ucm=0.5 VPV。

  (4)模态4负半周续流阶段,如图4(d)所示开关管S5、S6和S7导通,其余关断电流经过Lf2、R、Lf1、S5和S6。原理同模态2整个阶段uAN=0.5 VPV,uBN=0.5 VPV故共模电压ucm=0.5 VPV。

  经过分析可知整个工作过程中共模电压保持不变,故不会產生共模漏电流

  通过saber仿真软件仿真的S1~S7开关管的控制信号波形如图5所示。其中ugs1,4是S1和S4两个开关管的的控制信号ugs2,3是S2和S3的控制信号,ugs5,6,7是S5、S6、S7的控制信号仿真输出的电压波形如图6所示,为幅值在220 V左右的正弦波

  图7为共模电压分析图,uAN、uBN是桥臂中点A、B对负端N的电压共模电压ucm=(uAN+uBN)/2,uo为光伏逆变器电网无电自动断电输出电压通过计算得知共模电压ucm维持在180 V左右。

  从saber仿真软件得到的仿真波形来看实验设想昰可行的,通过波形数值分析可知是能够保证整个工作过程中共模电压保持不变的。

  为了验证实验的正确性现分别搭建HERIC逆变电路囷箝位型Heric逆变电路,并在相同功率下比较实验结果实验样机参数如表1所示[10?11]。图8、图9分别是HERIC逆变电路和箝位型HERIC逆变电路的实验波形Icm为漏电流,通过示波器对漏电流Icm进行频谱分析(FFT)

  通过比较图8(a)和图9(a)的波形可知,箝位型HERIC光伏逆变器电网无电自动断电拓扑的共模電压较HERIC光伏逆变器电网无电自动断电拓扑得到很好控制波形更加平稳,共模电压始终维持在直流输入电压的1/2左右比较图8(b)和图9(b), FFT分析结果显示HERIC拓扑的漏电流大小为7 mA,而箝位型HERIC拓扑只有3.5 mA

  本文提出的新型箝位型HERIC光伏逆变器电网无电自动断电拓扑在整个周期可产生恒定嘚共模电压,且比HERIC拓扑具有更好的共模电压抑制作用降低了漏电流。

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【摘要】:光伏发电迅速发展,光伏并网光伏逆变器电网无电自动断电作为光伏系统主要设备,应给予极大的重视由于各种原因,光伏逆变器电网无电自动断电输出的交流电Φ会含有直流分量,,这些直流分量不仅对设备本身有危害,还会严重影响电网的电能质量,所以一定要对其加以抑制和补偿。本文首先对现在光伏系统广泛应用的几种光伏光伏逆变器电网无电自动断电拓扑结构做了比较分析研究发现,隔离型光伏并网光伏逆变器电网无电自动断电輸出的交流中基本不含直流分量;但是非隔离型并网光伏逆变器电网无电自动断电由于缺少了隔离变压器的隔离作用,光伏逆变器电网无电洎动断电就会向电网中传送直流分量。第二,总结国内外对光伏并网光伏逆变器电网无电自动断电输出直流分量的技术要求,分析非隔离型并網光伏逆变器电网无电自动断电直流分量的产生机理以及直流分量对电网设备的危害并从其产生原因入手,分析软件直流分量抑制方法和硬件直流分量抑制方法。第三,比较分析了现有的抑制直流分量的抑制方法主要是从光伏逆变器电网无电自动断电拓扑结构的改进,电容隔矗法和直流分量检测电路的改进等几个方面着手消除直流分量。第四,在现有直流分量抑制方法的基础上提出直流分量综合抑制法,采用虚拟電容法和平均电流法相结合,在控制环中做两级反馈,最终实现对直流分量的抑制并设计仿真算例仿真验证控制算法的可行性。


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原标题:干货 | 户用光伏逆变器电網无电自动断电常见问题大全及解决方案(值得收藏)

今日关键词“学习”回复“学习”再给你看几篇文章。

光伏系统运行期间的种种問题往往是因为前端选型、设计、安装等存在的问题造成的,本文记录了户用光伏逆变器电网无电自动断电常见问题产生原因及解决方案。同时通过这种分析,可以让光伏人更好的做好前期工作起到预防甚至 尽量规避这些问题的作用。

系统安装类不当造成的问题

光伏逆变器电网无电自动断电安装不正确导致发电功率不上去

光伏逆变器电网无电自动断电的安装间隙太小会影响光伏逆变器电网无电自動断电散热。下图是固德威光伏逆变器电网无电自动断电的安装间距大于或等于该间距就可以保证光伏逆变器电网无电自动断电散热良恏。

三相机(SDT&DT)正确安装最小间距

从保护光伏逆变器电网无电自动断电和发电效率的角度讲一般把光伏逆变器电网无电自动断电安装在褙阳、屋檐下、室内的位置;如果机器装在室外朝南位置,最好在上部加装一块盖板一方面可以防止夏天的时候阳光直射,机器内部温喥过高导致高温降载影响发电效率;另一方面可以提高光伏逆变器电网无电自动断电的使用寿命。

开机后光伏逆变器电网无电自动断电屏幕不亮未启动

很多客户初次安装接好光伏逆变器电网无电自动断电,辐照条件也不错但是机器没有任何显示。小固发现很多客户在咹装的时候把直流输入接反了

如果直流线缆的负极接到正极的端子上,或者正极接到MC4的负极上机器是无法正常工作的。线缆接的直流端子和光伏逆变器电网无电自动断电上的直流端子可以完美插接线缆接的正极接光伏逆变器电网无电自动断电端子的正极,线缆接的负極接光伏逆变器电网无电自动断电端子的负极同时建议在线缆上做相应的线标,便于后期维护

光伏逆变器电网无电自动断电报一面板對地绝缘抗阻过低

形成该报错的主要原因:参照光伏系统常见问题——面板对地绝缘阻抗过低

组件及支架没有做好接地,尤其是阴雨潮湿忝气阻抗过低

检测PV组串对地绝缘电阻,若阻抗过低(<2MΩ),重新做一根组件与光伏逆变器电网无电自动断电的接线。

检查交流侧中性線是否连接连接良好用万用表测量中线和地线之间的阻抗,接近于零说明正常;否则说明交流中线与地线连接有问题,需要检查接线

光伏逆变器电网无电自动断电开机报错—电网电压超限

形成该报错的主要原因:

在报错的时候用万用表测量电网实际电压,是否在安规嘚电压范围之内若超出,可调宽安规电压范围选择中国较高压或中国最高压。

用万用表测量机器的交流侧或查看机器界面(单相机Vac彡相机VL1、VL2、和VL3)的电压值是否差别比较大,若存在三相不平衡检查火线是否存在虚接情况。

火线电压正常检查零线是否存在虚接、脱落的情况,用万用表测量交流侧的N线和地线之间的电压应该是接近零伏,若不是检查中线的接法是否正确及牢固。

光伏逆变器电网无電自动断电报对地漏电流过大

直流线缆破损会导致报对地绝缘阻抗过低需要重新做一根组件到光伏逆变器电网无电自动断电的直流线。

檢测方法先确定故障在哪串取下其他一串只留一串接在光伏逆变器电网无电自动断电上,看是否还报该故障若报故障,检测该串的線缆是否有破皮、损坏若不报,再接另一串看是否报错直至找出故障组串

二、系统不当造成的问题

组串电池板数量未考虑光伏逆变器電网无电自动断电允许输入电压范围,或存在串并连接失误

系统设计注意要点:《光伏发电站设计规范(GB )》提出如下公式:

Vdcmax为光伏逆变器電网无电自动断电输入最大直流电压

Vmpptmin为光伏逆变器电网无电自动断电最小工作电压

Vmpptmax为光伏逆变器电网无电自动断电最大工作电压

其要求考慮温度系数的组串开路电压小于光伏逆变器电网无电自动断电最大输入电压;

考虑温度系数的组串MPPT电压要在光伏逆变器电网无电自动断电MPPT哏踪范围之内

以265W的组件为例:

开路电压的温度系数-0.31%/℃

苏州环境的温度极端 高温=40.1℃,极端 低温=-8.3℃

得出结论:考虑温度系统影响下

光伏逆变器电网无电自动断电相关技术参数如下:

由“公式1”、“公式2”得出:

组件串联的个数应在10-23块之间。

单路MPPT接两串组件

设计思考:规格、数量不一致

系统设计注意要点:单路MPPT下接的每串组件,要保证接入的组件数量一致

配电网中,无功补偿装置可用容量较小;

没有安裝光伏系统之前配电网的功率因数在临界状态,“其他感性负载”和“照明等阻性负载”决定了配电网功率因数;当安装光伏系统后甴于光伏系统的功率因数接近1,即输出功率基本为有功功率照明等阻性负载直接从光伏系统取得功率,而“其他感性负载”的无功功率還是来自电网因此导致配电网功率因数降低;

无功补偿装置的检测点选择错误,现场的无功补偿装置只能补偿“空压机等感性负载”洏不能补偿配电网中的“其他感性负载”,导致并网点的功率因数降低

检查无功补偿装置的容量,确保开关设备工作正常电容器没有損坏;

检查无功补偿装置测量线圈位置在光伏系统,负载补偿电容柜并联点的母线上;

对于由于谐波过大造成电容投切不正常的项目,需要和无功补偿柜厂家沟通后再进行阀值的重置,对于没有安装电抗的补偿柜在谐波较大的环境中,电容存在被损坏的风险;

设计思栲:设计之初未仔细斟酌合适的监控方式

在项目现场,要根据自身的需求来确定合适的监控

比如贫困的山区,没有网络可以选择GPRS的監控方式。

家用的别墅项目、住宅项目可以选择WIFI的监控方式

大型的工商业屋顶可以选择RS485的监控方式等。

设计思考:防雷设计不合格

系统設计注意要点:根据GB_建筑物防雷设计规范光伏系统的对地电阻不能超过4欧姆。建议避雷针和避雷带的接地不要共用引下线可以共用地媔的基地装置,接入点之间的距离不小于15m光伏防雷设计注意事项图请见下图:

三、设备选型不当造成的问题

若屋面朝向一致(组件同一朝向),可选用一路MPPT的光伏逆变器电网无电自动断电设备;若屋面朝向不一致(组件不同朝向或者不同数量)应选用多路MPPT的光伏逆变器電网无电自动断电设备

举例说明图1是12块275Wp的组件,组件的朝向完全一致总功率为3300Wp,就可以选用单相单路的GW3000-NS光伏逆变器电网无电自动断電

图2是两个朝向的260Wp的组件,其中一个朝向是6块一个朝向是7块,就要选用单相双路GW3000D-NS光伏逆变器电网无电自动断电

“电压匹配”OR“功率匹配”

特别提示:各厂家光伏逆变器电网无电自动断电规格不统一(主要表现在,相同容量的光伏逆变器电网无电自动断电可能输出电壓等级不同),因而我们在选择光伏逆变器电网无电自动断电的时候,应该先看哪些光伏逆变器电网无电自动断电符合并网电压需求洏不能只看容量是否合适。

若电网是220V单相电那光伏逆变器电网无电自动断电就需要选择单相并网的机型;

若电网是380V三相电,可以选择单楿机挂着单根火线和零线之间也可以选择输出电压为380V的三相光伏逆变器电网无电自动断电;

若电网电压为6KV或者10KV高压电,光伏逆变器电网無电自动断电和并网点之间需要加装变压器国外有些地区是110V电压也需要使用变压器来匹配电网电压。

“隔离型”OR“非隔离型”光伏逆变器电网无电自动断电

薄膜组件一般需要负极接地这时候需要光伏逆变器电网无电自动断电带电气隔离功能,以防止光伏系统形成环路导致光伏逆变器电网无电自动断电炸机或其他系统风险。

实现电气隔离的方式一般是通过“内置高频隔离变压器”或“光伏逆变器电网無电自动断电外侧增加工频隔离变压器”。

阴影扫描功能 “重要”OR“比没有强”

阴影遮挡能避免的尽量避免,像杂草、灰尘这些都可以清理对设计不合理(房屋遮挡、组件间距过小等)难以更改的,固德威光伏逆变器电网无电自动断电提供阴影扫描功能针对这种遮挡開启后可提高部分发电量。

特别提醒:虽然光伏逆变器电网无电自动断电的阴影扫描功能能够在一定程度上提高光伏系统的发电量,但昰阴影遮挡仍然会给我们的光伏系统带来非常大的发电损失。

下图是阴影遮挡后系统全天发电量模拟效果图:

因而,小固建议系统咹装,必须尽量避免阴影遮挡!

并网用电需求”OR“离并网用电需求”

一般并网光伏系统只能满足“并网用电需求”;电网断电的时候,並网光伏系统不能继续工作如果客户此时仍有用电的需求,属于“离并网用电需求”这时候,需要选择“离并网一体的光伏逆变器电網无电自动断电”

“离并网一体的光伏逆变器电网无电自动断电”常见工作模式如下:

白天光伏的电充足,负载优先使用剩余的电先給电池充电,电池充满给电网供电;晚上电池的电给负载供电(可设置放电时间),不够由电网补充

没有电网的状态或者不接入电网,负载全部接在储能机的离网端(back-up)在组件或电池供电的情况下负载依旧工作。

根据电网价格不同时段的差异设置不同部分时段买卖電,也可以利用电网谷段电价时段给电池充电

2、“离并网一体的光伏逆变器电网无电自动断电”配置光伏系统的具体接法:

储能机可匹配任意铅酸电池或者部分锂电池,单台适合存电在5kwh~25kwh左右

设备选型关系到光伏系统是否合理的问题,从售后遇到的问题出发从客户需求絀发,正确的选型尽量从光伏系统前期选型规避问题的发生,满足客户需求

(来源:固德威光伏社区)

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